接触角测量仪新标准
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如何选购一台优秀的接触角测量仪-晟鼎精密教您

时间:2016年12月21日 信息来源:本站原创 点击: 加入收藏 】【 字体:

一、概述

      液体在与固体接触时,沿固体表面扩展的现象。又称为液体润湿固体。通常用接触角来反映润湿的程度。在液、固和气三相的交界处作液体表面的切线与固体表面的切线(如图),两切线通过液体内部所成的夹角θ即称为接触角。当θ为锐角时,液体在固体表面上扩展,即液体润湿固体;θ=0时,叫做完全润湿;θ为钝角时,液体表面收缩而不扩展,液体不润湿固体,简称不润湿;当θ=π时,称为完全不润湿。接触角θ是描述液、固和气三相交界处性质的一个重要的物理量。(以上信息摘抄自百度百科

什么叫接触角 

     作为润湿现象的一种研究方法,接触角的研究长期以来一直停留在某个阶段。以前,当人们需要用到接触角测量仪时,多半是从国外采购,国内的一些厂家还没有完全形成完整常规的研究,晟鼎精密基于长期服务国内外接触角测量仪应用的客户的经验,全力提升我们的研究实力,现完全自主开发接触角测量仪硬件及分析软件。作为软件分析的领先者,晟鼎精密在接触角分析领域取得了长足的进步。

  固体表面特殊的润湿性对自清洁,防辐射,微液体等领域具有潜在应用价值,液体在固体表面的润湿性能一般采用切线法,宽高法,椭圆法,杨氏议程定义法来测量,接触角可以定量描述表面的润湿性能,其测量可通过接触角测量仪直线测量。现在,生物启发特殊润湿性能表面已经吸引了广泛的科学关注,无论是在基本理论研究方面还是在实际应用方面。它已经成为一个持续增加的热门研究课题,受动植物表面疏水性的启发,许多研究人员尝试用各种方法模似了自然界中特殊润湿性能表面,集中在荷叶效应启发的自清洁表面。超疏水表面是指与水的接触角大于150度的表面,随着研究的不断加深,研究学者发现影响接触角稳定的因素除平衡时间和温度外,还有接触角滞后和吸附作用,前进接触角,后退接触角和接触角滞后表征出水滴在固体表面的动态行为,接触角滞后与表面粘性紧密相关,接触角滞后越小,液滴越易从表面滴落,反之亦然。

二、接触角分析技术所依据的成像硬件

  接触角测量仪的硬件设计主要影响到接触角分析过程的成像效果。我们从设备的CCD,光源,样品平台,注液部分,每一个细节都考虑到操作人性化,测试精准化。接触角分析技术指成像后对图像进行分析并测值接触角值的技术。长期以来,接触角分析技术一直是决定接触角测量仪口碑及品牌的重要关注点。可以说,接触角分析技术是接触角测量仪核心的核心。

  简单拟合曲线的接触角分析技术,试图通过拟合曲线来分析接触角值。德国和日本均采用过本技术,包括:(1)切线法;(2)圆法,宽高法(3)椭圆法(4)微分圆法,微分椭圆法。
  晟鼎精密在接触角分析技术上取得了突破性发展。我们不依据任何理论假设,基于实际图像成像,采用曲线尺拟合的方法分析接触角值。在本方法中,我们把曲线定义为一个不均均的多花键组成的曲线尺,建立在图像分析中立体花键的分析的基础上,结合曲线的弹性(像素离形性)以及内聚力(固液体系分子内聚力),分析接触角值。采用本方法,我们真正实现了分析各种形状的接触角值,包括前进、后退角,不规则图像的接触角等。测值范围护大到4-180度,精度可真正达到0.02度。

测量原理.jpg

三、现有接触角测量仪应用的接触角分析技术分析:
  
基于我们的分析,结合现有接触角分析技术,我们认为国内外的接触角测量仪所应用的分析技术基本可以总结如下:
1、简单的角度分析仪阶段:主要指国内的接触角测量仪,一些厂家的分析方法只是简单的角度分析,全基本无法实现全自动接触角计算。
2、标准接触角测量仪阶段:国外的接触角测量仪包括德国、美国FTA、韩国SEO的仪等均是采用第三阶段的接触角分析技术和第二阶段的接触角分析技术。国内高端品牌是第二阶段的接触角测量仪。
3、高级接触角测量仪阶段:晟鼎精密独家提供曲线尺与液滴外形轮廓分析技术,全面提升了接触角分析的精度与准度。

 

四、接触角测量仪测试精度受基准水平线确认的准确性影响

  水平基准线的问题将会影响到接触角测试的整个过程。而接触角测量仪测试过程中决定水平线的关键在于如下几个方面: (1)良好的影像采集技术; (2)良好的光学系统;(3) 训练有素的操作者。 但无论如何,确定好水平线,是接触角测量仪测值的最为关键的一步。接触角测量仪测值精度受表面洁净度与均匀度影响。原来客户在操作接触角测量仪时,需要手动找基线,对于不太熟悉的操作者,很多时候会国为基线不准确导致测试数据的不准确,晟鼎精密的软件可实现一键式测试,无需手动找基线。

微分椭圆115.jpg 125度.jpg

3°.jpg 切线法60度.jpg

五、样品表面洁净度会影响测试结果么?

  许多客户在实测过程中,会产生这样的问题,在不同仪器上测试过后的水滴角数值不同。这个问题上面我们讨论了很多,但必须一而再的提出。您可以多点测值,看看是否不一样,若误差较大,则说明表面肯定存在问题。 所以在测试中必须确认是同一批次的样品。当然,也可以采用等离子清洗的方式实现控制表面清洁度的目的。

  接触角测量仪使用需求和精度要求:接触角测量仪的精度不能一概机而论,采用不同方法的接触角测量仪有不同的精度。正像前面描述的一样,不同方法的接触角测量仪均有其用途和精度,关键是视客户的具体应用需求而定。但总体而言,接触角测量仪的精度主要体现在有效像素数,接触角测量仪光学系统的设计合理性等各个方面。具体建议客户可以试测部分样品后再决定采购何种接触角测量仪。

同时,由于接触角测量仪的主机设计并非对所有样品都适合,所以,你一定要考虑到您的样品的本身。如:

(1)样品的尺寸大小。

(2)样品的外形。

 

六、接触角测量仪选购概括:

结合我们的行业经验,我们认为接触角测量仪的选购通常概括而言可以从如下几个方面总体入手。

第一,您想完成什么测试目的?您的样品尺寸及形状是怎样的?

第二,您了解的接触角测试技术有哪些?这些技术您可能通过如下陈述基本有所掌握。

第三,您对供应商是否了解?

第四,您的预算如何?

   晟鼎精密仪器的合作客户

高校用户有:华南理工大学,广东药科大学,深圳大学,中国地质大学,辽宁化工大学,重庆大学等等

研究院所有:北京航空制造研究所,清华大学天津高端装备研究院,福建电力科学研究院等等

各大企业有:富士康,捷荣,劲胜,三星,华为,步步高,伯恩光学,蓝思科技,等等,

晟鼎精密的合作客户 

与进口接触角测量仪相比较,我们的不足:品牌影响力不够大,硬件不及进口仪器人性化。

与国产接触角测量仪相比较,我们的优势:价格优势,安装,维修售后方便快捷,软件优势。

如下几点意见供您参考,你可以综合考虑一下:
1、您的预算是否足够。如果您的预算够有10-30万左右,那么您考虑壹台进口的接触角测量仪也是一样不错的选择。但如果您有这个费用,又想采购壹台比较有技术含量的仪器,我建议您考虑一下晟鼎精密。

2、您的测试需求是怎样的。
事实上,这个我们已经多次讲了。但这个对您选购仪器非常重要。有时,您的测试需求有可能根本是一个非常简单的需求,那么何苦化这钱买个贵的进口仪器。当然,排除您是一定相信国外的一定是好的仪器的信念。

 

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